Архитектура ПК – это совокупность аппаратных и программных средств ПК, а также система взаимодействия их, обеспечивающая функционирование ПК.
Термин «архитектура» используется в популярной литературе по вычислительной технике достаточно часто, однако определение этого понятия и его содержание могут различаться. Описание внутренней структуры ПК вовсе не является самоцелью: с точки зрения архитектуры представляют интерес лишь те связи и принципы, которые являются наиболее общими, присущими многим конкретным реализациям вычислительных машин.
Принципы построения ПК
Именно то общее, что есть в строении ПК, и относят к понятию архитектуры. Важно отметить, что такой общности в конечном счете служит вполне понятное стремление: все машины одного семейства, независимо от их конкретного устройства и фирмы – производителя, должны быть способны выполнять одну и ту же программу. Следует вывод, что с точки зрения архитектуры важны не все сведения о построении ПК, а только те, которые могут как – то использоваться при программировании и работе с ПК.
Ниже приводится перечень тех наиболее общих принципов построения ПК которые относятся к архитектуре:
· структура памяти ПК;
· способы доступа к памяти и внешним устройствам;
· возможность изменения конфигурации компьютера;
· система команд;
· форматы данных;
· организация интерфейса.
Суммируя все выше изложенное, получаем следующее определение архитектуры: «Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов»
Основы учения и структуры первых поколений ЭВМ
Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман. В процессе работы во время многочисленных дискуссий со своими коллегами Г. Голдстайном и А. Берксом фон Нейман высказал идею принципиально новой ЭВМ. Фон Нейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ, но и предположил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико – логическое устройство (АЛУ), память, внешняя память, устройства ввода и вывода. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рисунке 1.
| |||
Рис. 1. Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана.
Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказали настолько фундаментальными, что получили в литературе название «фон-неймановской архитектуры». Подавляющее большинство вычислительных машин на сегодняшний день – фон-неймановские машины. Значительное отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развития идеи машин пятого поколения, в основе обработки информации в которых лежат не вычисления, а логические выводы.